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具体解析开关电源拓扑结构优缺点

为了表征各种电压或电流波形的好坏,一般都是拿电压或电流的幅值、平均值、有效值、一次谐波等参量互相进行比较。在开关电源之中,电压或电流的幅值和平均值最直观,因此,我们用电压或电流的幅值与其平均值之比,称

  为了表征各种电压或电流波形的好坏,一般都是拿电压或电流的幅值、平均值、有效值、一次谐波等参量相互进行比较。在开关电源之中,电压或电流的幅值和 平均值最直观,因而,咱们用电压或电流的幅值与其平均值之比,称为脉动系数S;也有人用电压或电流的有效值与其平均值之比,称为波形系数K。

  因而,电压和电流的脉动系数Sv、Si以及波形系数Kv、Ki别离表明为:

  Sv = Up/Ua —— 电压脉动系数 (1-84)

  Si = Im/Ia —— 电流脉动系数 (1-85)

  Kv =Ud/Ua —— 电压波形系数 (1-86)

  Ki = Id/Ia —— 电流波形系数 (1-87)

  上面4式中,Sv、Si、Kv、Ki别离表明:电压和电流的脉动系数S,和电压和电流的波形系数K,在一般能够分清楚的状况下一般都只写字母大写S或 K。脉动系数S和波形系数K都是表征电压或许电流好坏的目标,S和K的值,显然是越小越好。S和K的值越小,表明输出电压和电流越安稳,电压和电流的纹波 也越小。

  反激式开关电源的长处和缺陷

  1 反激式开关电源的电压和电流的输出特性要比正激式开关电源的差。

  反激式开关电源在操控开关接通期间不向负载供给功率输出,仅在操控开关关断期间才把存储能量转化为反电动势向负载供给输出,但操控开关的占空比为 0.5时,变压器次级线圈输出的电压的平均值约等于电压最大值的的二分之一,而流过负载的电流正好等于变压器次级线圈最大电流的四分之一。即电压脉动系数 等于2,电流脉动系数等于4。反激式开关电源的电压脉动系数,和正激式开关电源的脉动系数根本相同,可是电流的脉动系数是正激式开关电源的电流脉动系数的 两倍。由此可知,反激式开关电源的电压和电流的输出特性要比正激式开关电源的差。特别是,反激式开关电源运用的时分,为了避免电源开关管过压击,起占空比 一般都小于0.5,此刻,流过变压器次级线圈的电流会呈现断续,电压和电流的脉动系数都会添加,其电压和电流的输出特性将会变得更差。

  2 反激式开关电源的瞬态操控特性相对来说比较差。

  因为反激式开关电源仅在开关关断期间才向负载供给能量输出,当负载电流呈现改变时,开关电源不能立即对输出电压或电流发生反响,而需求比及下一个周期 事,经过输出电压取样和调宽操控电路的效果,开关电源才开端对现已过去了的作业进行反响,即改动占空比,因而,反激式开关电源的瞬态操控特性相对来说比较 差。有时,当负载电流改变的频率和相位与取样、调宽操控电路输出的电压的延时特性在相位保持一致的时分,反激式开关电源输出电压可能会发生颤动,这种状况 在电视机的开关电源中最简单呈现。

  3 反激式开关电源变压器初级和次级线圈的漏感都比较大,开关电源变压器的作业效率低。

  反激式开关电源变压器的铁芯一般需求留必定的气隙,一方面是为了避免变压器的铁芯因流过变压器的初级线圈的电流过大,简单发生磁饱满。另一方面是因为 变压器的输出功率小,需求经过调整电压器的气隙和初级线圈的匝数,来调整变压器初级线圈的电感量的巨细。因而,反激式开关电源变压器初级和次级线圈的漏感 都比较大,从而会下降开关电源变压器的作业效率,而且漏感还会发生反电动势,简单把开关管击穿。

  4 反激式开关电源的长处是电路比较简单,体积比较小,反激式开关电源输出电压受占空比的调制起伏,相对于正激式开关电源来要高许多。

  反激式开关电源的长处是电路比较简单,比正激式开关电源少用了一个大的储能滤波电感,以及一个续流二极管,一次,反激式开关电源的体积要比正激式开关 电源的体积小,且本钱也要低。此外,反激式开关电源输出电压受占空比的调制起伏,相对于正激式开关电源来要高许多,因而,反激式开关电源要求调控占空比的 差错信号起伏要比较低,差错信号放大器的增益和动态规模也要较小。因为这些长处,现在,反激式开关电源在家电领域中仍是被广泛的使用。

  5 反激式开关电源多用于功率较小的场合或是多路输出的场合。

  6 反激式开关电源不需求加磁复位绕组。

  在反激式开关电源中,在开关管关断的时分,反激式变换器的变压器储能向负载开释,磁芯天然复位,不需求加磁复位办法。

  7.在反激式开关电源中,电压器既具有储能的功用,有具有变压和阻隔的功用。

  正激式开关电源的长处和缺陷

  1 正激式变压器开关电源输出电压的瞬态操控特性相对来说比较好。

  正激式变压器开关电源正好是在变压器的初级线圈被直流电压鼓励时,变压器的次级线圈向负载供给功率输出,而且输出电压的起伏是根本安稳的,此刻尽管输 出功率不停地改变,但输出电压的起伏根本仍是不变,这阐明正激式变压器开关电源输出电压的瞬态操控特性相对来说比较好;只要在操控开关处于关断期间,功率 输出才悉数由储能电感和储能电容两者一起供给,此刻输出电压尽管受负载电流的影响,但假如储能电容的容量获得比较大,负载电流对输出电压的影响也很小。

  2 正激式变压器开关电源负载才能相对来说比较强。

  因为正激式变压器开关电源一般都是选取变压器输出电压的一周平均值,储能电感在操控开关接通和关断期间都向负载供给电流输出,因而,正激式变压器开关 电源的负载才能相对来说比较强,输出电压的纹波比较小。假如要求正激式变压器开关电源输出电压有较大的调整率,在正常负载的状况下,操控开关的占空比最好 选取在0.5左右,或稍大于0.5,此刻流过储能滤波电感的电流才是接连电流。当流过储能滤波电感的电流为接连电流时,负载才能相对来说比较强。

  3正激式变压器开关电源的电压和电流输出特性要比反激式变压器开关电源好许多。

  当操控开关的占空比为0.5时,正激式变压器开关电源输出电压uo的幅值正好等于电压平均值Ua的两倍,流过滤波储能电感电流的最大值Im也正好是平 均电流Io(输出电流)的两倍,因而,正激式变压器开关电源的电压和电流的脉动系数S都约等于2,而与反激式变压器开关电源的电压和电流的脉动系数S相 比,差不多小一倍,阐明正激式变压器开关电源的电压和电流输出特性要比反激式变压器开关电源好许多。

  4正激式开关电源比反激式变压器开关电源多用一个大储能滤波电感,以及一个续流二极管。

  正激式变压器开关电源的缺陷也是十分显着的。其间一个是电路比反激式变压器开关电源多用一个大储能滤波电感,以及一个续流二极管。此外,正激式变压器 开关电源输出电压受占空比的调制起伏,相对于反激式变压器开关电源来说要低许多,这个从(1-77)和(1-78)式的比照就很显着能够看出来。因而,正 激式变压器开关电源要求调控占空比的差错信号起伏比较高,差错信号放大器的增益和动态规模也比较大。

  5正激式开关电源的体积比较大。

  正激式变压器开关电源为了削减变压器的励磁电流,进步作业效率,变压器的伏秒容量一般都获得比较大(伏秒容量等于输入脉冲电压起伏与脉冲宽度的乘积, 这儿用US来表明),而且为了避免变压器初级线圈发生的反电动势把开关管击穿,正激式变压器开关电源的变压器要比反激式变压器开关电源的变压器多一个反电 动势吸收绕组,因而,正激式变压器开关电源的变压器的体积要比反激式变压器开关电源的变压器的体积大。

  6正激式开关电源的变压器初级线圈发生的反电动势电压要比反激式变压器开关电源发生的反电动势电压高。

  正激式变压器开关电源还有一个更大的缺陷是在操控开关关断时,变压器初级线圈发生的反电动势电压要比反激式变压器开关电源发生的反电动势电压高。因为 一般正激式变压器开关电源作业时,操控开关的占空比都取在0.5左右,而反激式变压器开关电源操控开关的占空比都获得比较小。

  7双管正激式转换器能够使用于较高电压输入,较大功率输出的场合。

  推挽式开关电源的长处和缺陷

  1推挽式开关电源输出电流瞬态响应速度很高,电压输出特性很好。推挽式开关电源是一切开关电源中电压利用率最高的开关电源。

  因为推挽式开关电源中的两个操控开关轮番替换作业,其输出电压波形十分对称,而且开关电源在整个周期之内都向负载供给功率的输出,因而,其输出电流瞬 态响应速度很高,电压输出特性很好。推挽式开关电源是一切开关电源中电压利用率最高的开关电源。它在输入电压很低的状况下,依然能保持很大的输出功率,所 以推挽式开关电源被广泛的使用于低输入电压的DC/AC逆变器,活DC/DC转换器电路中。

  2 推挽式开关电源是一个输出电压特性很好的开关电源。

推挽式开关电源经桥式整流或全波整流后,其输出电压脉动系数和电流脉动系数都很小,因而,需求一个很小值的储能滤波电容或储能滤波电感就能够得到一个电压纹波和电流纹波很小的输出电压。因而,推挽式开关

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